JP2010245724A - Antenna device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アンテナ装置に関し、特に、携帯機器端末に内蔵されるアンテナ装置に関する。 The present invention relates to an antenna device, and more particularly to an antenna device built in a portable device terminal.
携帯機器端末として、携帯電話、ポータブルナビゲーションデバイス、ノートパソコン、デジタルカメラなどがある。このような携帯機器端末内に、アンテナ装置が内蔵される場合がある。 Examples of portable device terminals include mobile phones, portable navigation devices, notebook computers, and digital cameras. An antenna device may be built in such a mobile device terminal.
このようなアンテナ装置として、円偏波を送受信可能な円偏波アンテナ装置が知られている。円偏波アンテナ装置としては、１波長ループアンテナやヘリカルアンテナ、パッチアンテナなどが知られている。これら円偏波アンテナ装置の内、小型アンテナとしては現在でもパッチアンテナが選択される。 As such an antenna device, a circularly polarized antenna device capable of transmitting and receiving circularly polarized waves is known. As a circularly polarized antenna device, a one-wavelength loop antenna, a helical antenna, a patch antenna, and the like are known. Among these circularly polarized antenna devices, a patch antenna is still selected as a small antenna.
周知のように、パッチアンテナは、グランド板と放射電極との間に挿入される誘電体の誘電率を制御することにより小型化できる。しかしながら、誘電体による過度な小型化は、誘電体として誘電損失がほとんどない材料を用いても、利得・放射効率が劣化するという問題点がある。 As is well known, the patch antenna can be miniaturized by controlling the dielectric constant of a dielectric inserted between the ground plate and the radiation electrode. However, excessive miniaturization by the dielectric has a problem that the gain and radiation efficiency deteriorate even when a material having almost no dielectric loss is used as the dielectric.
また、携帯機器端末用のアンテナ装置として、特性よりも小型化を重視したチップアンテナが知られている。しかしながら、通常、チップアンテナそれ自体は、直線偏波を送受信可能なアンテナであって、円偏波を送受信可能な広角な円偏波特性が得られるチップアンテナは報告されていない。 Further, as an antenna device for a portable device terminal, a chip antenna that emphasizes downsizing rather than characteristics is known. However, normally, the chip antenna itself is an antenna that can transmit and receive linearly polarized waves, and no chip antenna that can transmit and receive circularly polarized waves and has a wide-angle circular polarization characteristic has not been reported.
一方、特開２００８−１１３３６号公報（特許文献１）は、右旋円偏波（right-handed circular polarization：ＲＨＣＰ）を放射するチップアンテナ装置を開示している。この特許文献１に開示されたチップアンテナ装置は、Ｌ形接地面と、その接地面右上の切欠け部に配置された無指向性チップアンテナとを備える。
On the other hand, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-11336 (Patent Document 1) discloses a chip antenna device that radiates right-handed circular polarization (RHCP). The chip antenna device disclosed in
しかしながら、特許文献１に開示されたチップアンテナ装置では、無指向性チップアンテナ（アンテナ素子）をＬ形接地面の切欠け部に設置しなければならないため、アンテナ素子設置位置の自由度が少なくなるという問題点がある。また、この設置方法では、クリアランスエリアが広くなってしまったり、無指向性チップアンテナ（アンテナ素子）が搭載された面と反対側の面（背面）に電子部品が設置されたりすると、放射特性を大きく劣化させてしまう可能性がある。
However, in the chip antenna device disclosed in
したがって、本発明の課題は、放射特性の劣化を少なくできる、円偏波アンテナ装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a circularly polarized antenna device that can reduce deterioration of radiation characteristics.
本発明の他の課題は、アンテナ素子の設置位置の自由度が大きい、円偏波アンテナ装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a circularly polarized antenna device having a high degree of freedom in the installation position of the antenna element.
本発明によれば、長辺と短辺とを持つ矩形状のグランド板（１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）と、このグランド板の角部近傍に配置されたアンテナ素子（１６；１６Ａ；１６Ｂ）と、から成るアンテナ装置（１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｅ、１０Ｆ）であって、アンテナ素子（１６；１６Ａ；１６Ｂ）は、その長手方向がグランド板（１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）の縁に沿うように、配置されており、グランド板（１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）の長辺の電気長をＬとし、グランド板（１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ）の短辺の電気長をＷとしたとき、比（Ｌ／Ｗ）は１．７３〜２．７５の範囲内にあることを特徴とするアンテナ装置が得られる。 According to the present invention, a rectangular ground plate (14, 14A, 14B, 14C) having a long side and a short side, and an antenna element (16; 16A; 16B) disposed in the vicinity of the corner of the ground plate. The antenna device (10, 10A, 10B, 10C, 10E, 10F) includes an antenna element (16; 16A; 16B) whose longitudinal direction is the ground plate (14, 14A, 14B, 14C). It is arranged along the edge, and the electrical length of the long side of the ground plate (14, 14A, 14B, 14C) is L, and the electrical length of the short side of the ground plate (14, 14A, 14B, 14C) is When W, the ratio (L / W) is in the range of 1.73 to 2.75, and an antenna device is obtained.
上記本発明によるアンテナ装置において、アンテナ素子は、直方体形状のチップアンテナ（１６）から構成されても良いし、Ｌ字パターンアンテナ（１６Ａ）から構成されても良いし、Ｌ字線状アンテナ（１６Ｂ）から構成されてもよい。アンテナ素子（１６；１６Ａ；１６Ｂ）自体の共振周波数は、当該アンテナ装置の要求仕様周波数よりも高くてよい。アンテナ素子（１６；１６Ａ；１６Ｂ）は、グランド板の長辺に沿って、角部から０．２７２７Ｌ以下の変位量（ｄｙ）の範囲に配置されてよい。その代わりに、アンテナ素子（１６；１６Ａ；１６Ｂ）は、グランド板の短辺に沿って、角部から０．２５１５Ｌ以下の変位量（ｄｘ）の範囲に配置されてよい。上記比（Ｌ／Ｗ）は２に等しいことがより好ましい。 In the antenna device according to the present invention, the antenna element may be configured by a rectangular parallelepiped chip antenna (16), an L-shaped pattern antenna (16A), or an L-shaped linear antenna (16B). ). The resonance frequency of the antenna element (16; 16A; 16B) itself may be higher than the required specification frequency of the antenna device. The antenna elements (16; 16A; 16B) may be arranged in a range of a displacement (dy) of 0.2727 L or less from the corner along the long side of the ground plate. Instead, the antenna element (16; 16A; 16B) may be arranged in a range of displacement (dx) of 0.2515L or less from the corner along the short side of the ground plate. The ratio (L / W) is more preferably equal to 2.
尚、上記括弧内の符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例にすぎず、これらに限定されないのは勿論である。 In addition, the code | symbol in the said parenthesis is attached | subjected in order to make an understanding of this invention easy, and it is only an example, and of course is not limited to these.
本発明によるアンテナ装置は、矩形状のグランド板の縁に沿ってアンテナ素子を配置したので、グランド板の正面方向に良好な円偏波を得ることができるという効果を奏する。 In the antenna device according to the present invention, since the antenna element is arranged along the edge of the rectangular ground plate, there is an effect that a good circularly polarized wave can be obtained in the front direction of the ground plate.
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図１及び図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係るアンテナ装置１０について説明する。図１はアンテナ装置１０を示す概略分解斜視図であり、図２はアンテナ装置１０の概略平面図である。図１および図２において、左右方向（幅方向、水平方向）をｘ軸方向で表し、前後方向（奥行き方向）をｙ軸方向で表し、上下方向（高さ方向、厚さ方向）をｚ軸方向で表している。
With reference to FIG.1 and FIG.2, the
アンテナ装置１０は、グランド板１４とアンテナ素子１６とから成る。図示のアンテナ素子１６はチップアンテナから成る。グランド板１４は、プリント回路基板（ＰＣＢ）１２の主面（上面）上に形成されたグランドパターンから構成される。グランド板１４は、長辺と短辺とを持つ矩形形状をしている。チップアンテナ１６は、直方体形状をしており、グランド板１４の角部近傍に配置されている。チップアンテナ１６は、その長手方向がグランド板１４の縁に沿うように、配置されている。
The
図示の例では、グランド板１４は、長辺がｙ方向に延在しており、短辺がｘ方向に延在している。グランド板１４の長辺の電気長をＬで示し、短辺の電気長をＷで示している。
In the illustrated example, the
図示のアンテナ装置１０において、グランド板１４の長辺の電気長Ｌはほぼ（１／２）λ（λは当該アンテナ装置１０の共振波長）に等しく、グランド板１４の短辺の電気長Ｗはほぼ（１／４）λに等しい。換言すれば、後述するように、グランド板１４の長辺の電気長Ｌとグランド板１４の短辺の電気長Ｗとの比Ｌ／Ｗ）が１．７３〜２．７５の範囲内にある。
In the illustrated
チップアンテナ１６自体の共振周波数は、アンテナ装置１０の要求仕様周波数よりも高い。例えば、チップアンテナ１６の共振周波数が５ＧＨｚであるとき、アンテナ装置１０の要求仕様周波数は、２ＧＨｚ〜２．５Ｇｈｚである。チップアンテナ１６の構成はどのようなものでも良く、例えば、逆Ｌ型アンテナであってよい。チップアンテナ１６は、図示しない給電線路から給電される。その際、給電線路は、グランド板１４と電気的に接続しないように、配線される。チップアンテナ１６に整合回路（図示せず）を接続してもよい。
The resonance frequency of the
図示の例では、チップアンテナ１６は、グランド板１４の角部に配置されているが、後述するように、角部から長辺方向にｄｙだけ、或いは、短辺方向にｄｘだけずれた状態で配置されてもよい。
In the illustrated example, the
尚、図示のアンテナ装置１０では、チップアンテナ１６は、グランド板１４の右後角部に配置されている。このため、アンテナ装置１０は、右旋円偏波を放射することが可能である。グランド板１４上のチップアンテナ１６の設置場所はこれに限定されない。例えば、チップアンテナ１６をグランド板１４の左前角部に配置しても、アンテナ装置１０は右旋円偏波を放射することが可能である。一方、アンテナ装置１０から左旋円偏波を放射させたい場合には、チップアンテナ１６をグランド板１４の左後角部又は右前角部に配置すれば良い。
In the illustrated
このような構成のアンテナ装置１０では、チップアンテナ１６は効率良くグランド板１４と電磁気的に結合する。このときグランド板１４に結合した電磁界は、グランド板１４の周囲に沿うように伝わり、また、グランド板１４の電気長が長辺と短辺とで違うため位相のずれが生じる。その結果、グランド板１４の正面方向に良好な右旋円偏波が得られる。このとき、チップアンテナ１６からの放射が少なくなるように設計されているため、アンテナ装置１０の放射効率の劣化が少なくなる。また、アンテナ装置１０のクリアランスエリアが少ないため、アンテナ装置１０の周囲や裏面に電子部品を実装することができる。その結果、携帯機器端末自体の小型化に貢献できる。
In the
尚、アンテナ装置１０の放射効率の劣化を防ぐために、チップアンテナ１６は、できだけグランド板１４の縁上に配置することが好ましい。
In order to prevent the radiation efficiency of the
図３および図４は、図１および図２に示したアンテナ装置１０の具体例（寸法例）を示した図である。図３はアンテナ装置１０の概略分解斜視図であり、図４はアンテナ装置１０の概略要部平面図である。
FIGS. 3 and 4 are diagrams illustrating specific examples (dimension examples) of the
図示のアンテナ装置１０は、グランド板１４の長辺の電気長Ｌが０．５１６７λであり、短辺の電気長Ｗが０．２５８３λである。すなわち、上記比（Ｌ／Ｗ）は２に等しい。したがって、グランド板１４の長辺と短辺とを合計した電気長（Ｌ＋Ｗ）は０．７７５０λとなっている。また、グランド板１４の短辺の電気長Ｗは０．２８λ以下である。尚、グランド板１４の長辺と短辺とを合計した電気長（Ｌ＋Ｗ）は０．７７λ〜０．７８λの範囲内にあれば良い。
In the illustrated
図５に、図３および図４に示したアンテナ装置１０の放射特性を示す。図５において、（ａ）はアンテナ装置１０の放射パターンを示し、（ｂ）は軸比パターンを示す。また、図５（ａ）において、ＲＨＣＰは右旋円偏波（right-handed circular polarization）の放射パターンを示し、ＬＨＣＰは左旋円偏波（left-handed circular polarization）の放射パターンを示す。
FIG. 5 shows the radiation characteristics of the
図５（ａ）から、アンテナ装置１０の上面から右旋円偏波が放射されていることが分かる。また、図５（ｂ）から、アンテナ装置１０の上方向の軸比特性が良好であることが分かる。
FIG. 5A shows that right-handed circularly polarized light is radiated from the upper surface of the
図６及び図７に、チップアンテナ１６をグランド板１４の長辺に沿って、角部からｄｙだけ変位して配置した状態の、アンテナ装置１０を示す。図６はアンテナ装置１０の概略分解斜視図であり、図７は図６に示したアンテナ装置１０の概略要部平面図である。
6 and 7 show the
図８は、図６及び図７に示したアンテナ装置１０において、上記変位量ｄｙを変化させたときの軸比特性を示す図である。図８において、横軸は共振周波数ｆｒで規格化した周波数（frequency/fr）を示し、縦軸は角度θが０度での軸比（axial ratio）［ｄＢ］を示す。アンテナ装置の特性として、軸比は３ｄＢ以下であれば良いとされている。
FIG. 8 is a diagram illustrating an axial ratio characteristic when the displacement dy is changed in the
図８より、ｄｙ＝０．０００λのとき、すなわち、チップアンテナ１６を角部に配置したときに、アンテナ装置１０の軸比特性が最も良好であることが分かる。そして、変位量ｄｙが大きくなるにつれて、軸比特性が低周波数側へシフトしていることがわかる。尚、ｄｙ＝０．０７８λのときでも、軸比が３ｄＢ以下になっている範囲があることが分かる。すなわち、変位量ｄｙは約０．１５０９Ｌ以下の範囲にあればよい。
FIG. 8 shows that the axial ratio characteristic of the
図９及び図１０に、チップアンテナ１６をグランド板１４の短辺に沿って、角部からｄｘだけ変位して配置した状態の、アンテナ装置１０を示す。図９はアンテナ装置１０の概略分解斜視図であり、図１０は図９に示したアンテナ装置１０の概略要部平面図である。
9 and 10 show the
図１１は、図９及び図１０に示したアンテナ装置１０において、上記変位量ｄｘを変化させたときの軸比特性を示す図である。図１１において、横軸は共振周波数ｆｒで規格化した周波数（frequency/fr）を示し、縦軸は角度θが０度での軸比（axial ratio）［ｄＢ］を示す。
FIG. 11 is a diagram illustrating an axial ratio characteristic when the displacement dx is changed in the
図１１より、ｄｘ＝０．０００λのとき、すなわち、チップアンテナ１６を角部に配置したときに、アンテナ装置１０の軸比特性が最も良好であることが分かる。そして、変位量ｄｘが大きくなるにつれて、軸比特性が高周波数側へシフトしていることがわかる。尚、ｄｘ＝０．０５２λのときでも、軸比が３ｄＢ以下になっている範囲があることが分かる。すなわち、変位量ｄｘは０．２２３６Ｗ以下の範囲にあればよい。
As can be seen from FIG. 11, when dx = 0.000λ, that is, when the
図１２乃至図１５を参照して、本発明の第２の実施形態に係るアンテナ装置１０Ａについて説明する。図示のアンテナ装置１０Ａは、グランド板の寸法が図３及び図４に示したものと相違する点を除いて、図３及び図４に示したアンテナ装置１０と同様の構成を有する。従って、グランド板に１４Ａの参照符号を付してある。
An
図示のアンテナ装置１０Ａでは、グランド板１４Ａの長辺の電気長Ｌが０．５４２５λであり、短辺の電気長Ｗが０．２３２５λである。すなわち、上記比（Ｌ／Ｗ）は約２．３３３に等しい。したがって、グランド板１４の長辺と短辺とを合計した電気長（Ｌ＋Ｗ）は０．７７５０λとなっている。
In the illustrated
図１２は、チップアンテナ１６をグランド板１４Ａの長辺に沿って、角部からｄｙだけ変位して配置したアンテナ装置１０Ａを示す概略平面図であり、図１３は、上記変位量ｄｙを変化させたときの軸比特性を示す図である。図１３において、横軸は共振周波数ｆｒで規格化した周波数（frequency/fr）を示し、縦軸は角度θが０度での軸比（axial ratio）［ｄＢ］を示す。
FIG. 12 is a schematic plan view showing an
図１３より、変位量ｄｙが大きくなるにつれて、軸比特性が低周波数側へシフトし、かつ、軸比特性が良好になっていることが分かる。なお、ｄｙ＝０．１２９λのときでも、軸比が３ｄＢ以下になっている範囲があることが分かる。すなわち、変位量ｄｙは約０．２３７８Ｌ以下の範囲にあればよい。 From FIG. 13, it can be seen that as the displacement amount dy increases, the axial ratio characteristic shifts to the low frequency side and the axial ratio characteristic is improved. It can be seen that even when dy = 0.129λ, there is a range where the axial ratio is 3 dB or less. That is, the displacement amount dy may be in the range of about 0.2378L or less.
図１４は、チップアンテナ１６をグランド板１４Ａの短辺に沿って、角部からｄｘだけ変位して配置したアンテナ装置１０Ａを示す概略平面図であり、図１５は、上記変位量ｄｘを変化させたときの軸比特性を示す図である。図１５において、横軸は共振周波数ｆｒで規格化した周波数（frequency/fr）を示し、縦軸は角度が０度での軸比（axial ratio）［ｄＢ］を示す。
FIG. 14 is a schematic plan view showing the
図１５より、変位量ｄｘ＝０．０２６λのときに軸比特性が最も良好であることがわかる。また、変位量ｄｘが大きくなるほど、軸比特性が高周波数側へシフトしていることが分かる。尚、ｄｘ＝０．０５２λのときでも、軸比が３ｄＢ以下になっている範囲があることが分かる。すなわち、変位量ｄｘは約０．２２３７Ｗ以下の範囲にあればよい。 FIG. 15 shows that the axial ratio characteristic is the best when the displacement amount dx = 0.026λ. It can also be seen that the axial ratio characteristic shifts to the higher frequency side as the displacement amount dx increases. Note that even when dx = 0.052λ, there is a range in which the axial ratio is 3 dB or less. That is, the displacement amount dx may be in the range of about 0.2237 W or less.
図１６乃至図１９を参照して、本発明の第３の実施形態に係るアンテナ装置１０Ｂについて説明する。図示のアンテナ装置１０Ｂは、グランド板の寸法が図３及び図４に示したものと相違する点を除いて、図３及び図４に示したアンテナ装置１０と同様の構成を有する。従って、グランド板に１４Ｂの参照符号を付してある。
With reference to FIG. 16 thru | or FIG. 19, the
図示のアンテナ装置１０Ｂでは、グランド板１４Ｂの長辺の電気長Ｌが０．５６８３λであり、短辺の電気長Ｗが０．２０６７λである。すなわち、上記比（Ｌ／Ｗ）は約２．７５に等しい。したがって、グランド板１４Ｂの長辺と短辺とを合計した電気長（Ｌ＋Ｗ）は０．７７５０λとなっている。
In the illustrated
図１６は、チップアンテナ１６をグランド板１４Ｂの長辺に沿って、角部からｄｙだけ変位して配置したアンテナ装置１０Ｂを示す概略平面図であり、図１７は、上記変位量ｄｙを変化させたときの軸比特性を示す図である。図１７において、横軸は共振周波数ｆｒで規格化した周波数（frequency/fr）を示し、縦軸は角度θが０度での軸比（axial ratio）［ｄＢ］を示す。
FIG. 16 is a schematic plan view showing an
図１７より、変位量ｄｙが０．０７８λ〜０．１５５λの範囲において、軸比が３ｄＢ以下になっている範囲があることが分かる。また、変位量ｄｙが大きくなるにつれて、軸比特性が低周波数側へシフトしていることが分かる。すなわち、変位量ｄｙは約０．２７２７Ｌ以下の範囲にあればよい。 From FIG. 17, it can be seen that there is a range in which the axial ratio is 3 dB or less in the range where the displacement dy is 0.078λ to 0.155λ. It can also be seen that the axial ratio characteristic shifts to the low frequency side as the displacement amount dy increases. That is, the displacement amount dy may be in the range of about 0.2727L or less.
図１８は、チップアンテナ１６をグランド板１４Ｂの短辺に沿って、角部からｄｘだけ変位して配置したアンテナ装置１０Ｂを示す概略平面図であり、図１９は、上記変位量ｄｘを変化させたときの軸比特性を示す図である。図１９において、横軸は共振周波数ｆｒで規格化した周波数（frequency/fr）を示し、縦軸は角度θが０度での軸比（axial ratio）［ｄＢ］を示す。
FIG. 18 is a schematic plan view showing an
図１９より、変位量ｄｘ＝０．０２６λのときに軸比特性が最も良好であることがわかる。また、変位量ｄｘが大きくなるほど、軸比特性が高周波数側へシフトしていることが分かる。尚、ｄｘ＝０．０５２λのときでも、軸比が３ｄＢ以下になっている範囲があることが分かる。すなわち、変位量ｄｘは約０．２５１５Ｗ以下の範囲にあればよい。 FIG. 19 shows that the axial ratio characteristic is the best when the displacement amount dx = 0.026λ. It can also be seen that the axial ratio characteristic shifts to the higher frequency side as the displacement amount dx increases. Note that even when dx = 0.052λ, there is a range in which the axial ratio is 3 dB or less. That is, the displacement dx may be in the range of about 0.2515 W or less.
図２０乃至図２３を参照して、本発明の第４の実施形態に係るアンテナ装置１０Ｃについて説明する。図示のアンテナ装置１０Ｃは、グランド板の寸法が図３及び図４に示したものと相違する点を除いて、図３及び図４に示したアンテナ装置１０と同様の構成を有する。従って、グランド板に１４Ｃの参照符号を付してある。
An
図示のアンテナ装置１０Ｃでは、グランド板１４Ｃの長辺の電気長Ｌが０．４９０８λであり、短辺の電気長Ｗが０．２８４２λである。すなわち、上記比（Ｌ／Ｗ）は約１．７３に等しい。したがって、グランド板１４Ｃの長辺と短辺とを合計した電気長（Ｌ＋Ｗ）は０．７７５０λとなっている。
In the illustrated
図２０は、チップアンテナ１６をグランド板１４Ｃの長辺に沿って、角部からｄｙだけ変位して配置したアンテナ装置１０Ｃを示す概略平面図であり、図２１は、上記変位量ｄｙを変化させたときの軸比特性を示す図である。図２１において、横軸は共振周波数ｆｒで規格化した周波数（frequency/fr）を示し、縦軸は角度θが０度での軸比（axial ratio）［ｄＢ］を示す。
FIG. 20 is a schematic plan view showing an
図２１より、変位量ｄｙが０．０００λ、ずなわち、チップアンテナ１６をグランド板１４Ｃの角部に配置したときに、軸比が３ｄＢ以下になる範囲があることがわかる。しかしながら、変位量ｄｙがあると、軸比が３ｄＢ以上になることが分かる。
From FIG. 21, it can be seen that there is a range in which the axial ratio is 3 dB or less when the displacement amount dy is 0.000λ, that is, when the
図２２は、チップアンテナ１６をグランド板１４Ｃの短辺に沿って、角部からｄｘだけ変位して配置したアンテナ装置１０Ｃを示す概略平面図であり、図２３は、上記変位量ｄｘを変化させたときの軸比特性を示す図である。図２３において、横軸は共振周波数ｆｒで規格化した周波数（frequency/fr）を示し、縦軸は角度θが０度での軸比（axial ratio）［ｄＢ］を示す。
FIG. 22 is a schematic plan view showing the
図２３より、変位量ｄｘ＝０．０００λのときに軸比特性が最も良好ではあるが、軸比が３ｄＢ以上であることがわかる。また、変位量ｄｘが大きくなるほど、軸比特性が高周波数側へシフトしていることが分かる。 FIG. 23 shows that the axial ratio characteristic is the best when the displacement amount dx = 0.000λ, but the axial ratio is 3 dB or more. It can also be seen that the axial ratio characteristic shifts to the higher frequency side as the displacement amount dx increases.
図２４乃至図２７を参照して、関連するアンテナ装置１０Ｄについて説明する。図示のアンテナ装置１０Ｄは、グランド板の寸法が図３及び図４に示したものと相違する点を除いて、図３及び図４に示したアンテナ装置１０と同様の構成を有する。従って、グランド板に１４Ｄの参照符号を付してある。
The
関連するアンテナ装置１０Ｄでは、グランド板１４Ｄの長辺の電気長Ｌが０．４６５λであり、短辺の電気長Ｗが０．３１００λである。すなわち、上記比（Ｌ／Ｗ）は１．５に等しい。したがって、グランド板１４Ｄの長辺と短辺とを合計した電気長（Ｌ＋Ｗ）は０．７７５λとなっている。
In the
図２４は、チップアンテナ１６をグランド板１４Ｄの長辺に沿って、角部からｄｙだけ変位して配置したアンテナ装置１０Ｄを示す概略平面図であり、図２５は、上記変位量ｄｙを変化させたときの軸比特性を示す図である。図２５において、横軸は共振周波数ｆｒで規格化した周波数（frequency/fr）を示し、縦軸は角度θが０度での軸比（axial ratio）［ｄＢ］を示す。
FIG. 24 is a schematic plan view showing the
図２５より、変位量ｄｙがいずれであっても、軸比が３ｄＢ以上であることが分かる。 FIG. 25 shows that the axial ratio is 3 dB or more regardless of the displacement amount dy.
図２６は、チップアンテナ１６をグランド板１４Ｄの短辺に沿って、角部からｄｘだけ変位して配置したアンテナ装置１０Ｄを示す概略平面図であり、図２７は、上記変位量ｄｘを変化させたときの軸比特性を示す図である。図２７において、横軸は共振周波数ｆｒで規格化した周波数（frequency/fr）を示し、縦軸は角度θが０度での軸比（axial ratio）［ｄＢ］を示す。
FIG. 26 is a schematic plan view showing the
図２７より、変位量ｄｘがいずれであっても、軸比が３ｄＢ以上であることが分かる。 From FIG. 27, it can be seen that the axial ratio is 3 dB or more regardless of the amount of displacement dx.
以上のことから、グランド板の長辺の電気長Ｌとグランド板の短辺の電気長Ｗとの比（Ｌ／Ｗ）は１．７３〜２．７５の範囲内にあればよいことが分かる。また、チップアンテナ１６は、グランド板の長辺に沿って、角部から０．２７２７Ｌ以下の変位量ｄｙの範囲に配置されていれば良いことが分かる。或いは、チップアンテナ１６は、グランド板の短辺に沿って、角部から０．２５１５Ｗ以下の変位量ｄｘの範囲に配置されていれば良いことが分かる。
From the above, it can be seen that the ratio (L / W) between the electrical length L of the long side of the ground plate and the electrical length W of the short side of the ground plate should be in the range of 1.73 to 2.75. . Further, it can be seen that the
また、チップアンテナ１６のグランド板での配置位置をその縁上でずらすことによって、円偏波が得られる周波数を調整することができることが分かる。
It can also be seen that the frequency at which the circularly polarized wave can be obtained can be adjusted by shifting the arrangement position of the
上述した実施の形態では、アンテナ素子として直方体形状のチップアンテナ１６を採用したアンテナ装置を例に挙げて説明したが、アンテナ素子はこれに限定されない。
In the above-described embodiments, the antenna device using the rectangular
図２８及び図２９を参照して、本発明の第５の実施形態に係るアンテナ装置１０Ｅについて説明する。図示のアンテナ装置１０Ｅは、アンテナ素子としてＬ字パターンアンテナを使用している点を除いて、図３及び図４に示したアンテナ装置１０と同様の構成を有する。従って、アンテナ素子（Ｌ字パターンアンテナ）に１６Ａの参照符号を付してある。
With reference to FIG.28 and FIG.29, the
図２８はＬ字パターンアンテナ１６Ａをグランド板１４の長辺に沿って、角部からｄｙだけ変位して配置したアンテナ装置１０Ｅを示す概略平面図である。図２９はＬ字パターンアンテナ１６Ａをグランド板１４の短辺に沿って、角部からｄｘだけ変位して配置したアンテナ装置１０Ｅを示す概略平面図である。
FIG. 28 is a schematic plan view showing an
本発明者は、図２８及び図２９に示したアンテナ装置１０Ｅでも、グランド板１４の正面方向に良好な円偏波を得ることができることを確認している。
The inventor has confirmed that the
図３０及び図３１を参照して、本発明の第６の実施形態に係るアンテナ装置１０Ｆについて説明する。図示のアンテナ装置１０Ｆは、アンテナ素子としてＬ字線状アンテナを使用している点を除いて、図３及び図４に示したアンテナ装置１０と同様の構成を有する。従って、アンテナ素子（Ｌ字線状アンテナ）に１６Ｂの参照符号を付してある。
With reference to FIG.30 and FIG.31, the
図３０はＬ字線状アンテナ１６Ｂをグランド板１４の長辺に沿って、角部からｄｙだけ変位して配置したアンテナ装置１０Ｆを示す概略斜視図である。図３１はＬ字線状アンテナ１６Ｂをグランド板１４の短辺に沿って、角部からｄｘだけ変位して配置したアンテナ装置１０Ｆを示す概略斜視図である。
FIG. 30 is a schematic perspective view showing an
本発明者は、図３０及び図３１に示したアンテナ装置１０Ｆでも、グランド板１４の正面方向に良好な円偏波を得ることができることを確認している。
The inventor has confirmed that the
以上、本発明について好ましい実施の形態によって説明してきたが、本発明は上述した実施の形態に限定しないのは勿論である。例えば、グランド板の形状は矩形でなくともよい。その理由は、グランド板の電気的な大きさ（長さ）が円偏波を発生する周波数を決定するからである。例えば、アンテナ素子が搭載されていない、グランド板の角部が丸められていても良い。また、上述した実施の形態では、アンテナ素子は、その長手方向がグランド板の内側でグランド板の縁に沿うように、配置されているが、これに限定されない。例えば、アンテナ素子は、その長手方向がグランド板の外側でグランド板の縁に沿うように、配置されてもよい。すなわち、アンテナ素子は、その長手方向がグランド板の縁に沿うように、配置されていれば良い。換言すれば、アンテナ素子は、グランド板の縁近傍に配置されていれば良い。 Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the shape of the ground plate need not be rectangular. This is because the electrical size (length) of the ground plate determines the frequency at which circular polarization occurs. For example, the corner of the ground plate on which no antenna element is mounted may be rounded. In the above-described embodiment, the antenna element is arranged such that its longitudinal direction is along the edge of the ground plate inside the ground plate. However, the present invention is not limited to this. For example, the antenna element may be arranged so that its longitudinal direction is along the edge of the ground plate outside the ground plate. That is, the antenna element only needs to be arranged so that the longitudinal direction thereof is along the edge of the ground plate. In other words, the antenna element should just be arrange | positioned in the edge vicinity of the ground board.
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｅ、１０Ｆ アンテナ装置
１２ プリント回路基板（ＰＣＢ）
１４、１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ グランド板
１６ チップアンテナ（アンテナ素子）
１６Ａ Ｌ字パターンアンテナ（アンテナ素子）
１６Ｂ Ｌ字線状アンテナ（アンテナ素子）
Ｌ グランド板の長辺の電気長
Ｗ グランド板の短辺の電気長
ｄｘ、ｄｙ 変位量
10, 10A, 10B, 10C, 10E,
14, 14A, 14B,
16A L-shaped pattern antenna (antenna element)
16B L-shaped linear antenna (antenna element)
L Electrical length of the long side of the ground plate W Electrical length of the short side of the ground plate dx, dy Displacement
Claims (8)
前記アンテナ素子は、その長手方向が前記グランド板の縁に沿うように、配置されており、
前記グランド板の長辺の電気長をＬとし、前記グランド板の短辺の電気長をＷとしたとき、比（Ｌ／Ｗ）が１．７３〜２．７５の範囲内にあることを特徴とするアンテナ装置。 An antenna device comprising a rectangular ground plate having a long side and a short side, and an antenna element disposed near a corner of the ground plate,
The antenna element is arranged such that its longitudinal direction is along the edge of the ground plate,
The ratio (L / W) is in the range of 1.73 to 2.75, where L is the electrical length of the long side of the ground plate and W is the electrical length of the short side of the ground plate. An antenna device.
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